基于MATLAB和FLAC3D的开采沉陷仿真教学实验系统研发

王 磊 滕超群 江克贵

（安徽理工大学空间信息与测绘工程学院，安徽淮南232001）

《矿山开采沉陷学》是煤炭行业特色高校测绘工程专业的必修课程，也是数字矿山与沉陷控制学科的专业基础课程，课程包括变形监测、开采沉陷规律、开采沉陷灾害预测和防控以及矿山环境修复和治理等内容，涉及地质、采矿、测量、环境、力学、建筑、计算机等多个学科，属于典型的交叉学科课程。由于课程涵盖的知识理论体系庞杂，并且存在部分概念抽象、机理与规律复杂、理论与方法深奥等授课障碍，这就要求学生除了掌握多学科交叉理论之外，还应具备较高的空间想象和逻辑思维能力。上述特点使得大部分学生感到课程理论枯燥、生涩难懂、失去兴趣，导致学生对基本概念和理论认识不清，机理与规律的科学内涵理解肤浅，进而难以达到培养学生解决复杂工程问题能力的目标，创新性应用更是无从谈起。在此背景下，探索适合课堂教学规律和课程特点的新教学方法，是当下《矿山开采沉陷学》教学亟需解决的问题。仿真教学是一种具有综合作用的教学手段，使学生置身于仿真环境中，可以充分调动感觉、运动和思维［1-2］。有关研究表明［3］，在仿真教学模式下，学生可以记忆约70%的内容，而传统的“教师讲、学生听”的教学模式，学生只能记忆约30%的内容。仿真教学方法将课程的重点、难点内容基于模拟、虚拟等相关技术制作成仿真教学内容，通过教师课堂的引导仿真训练和课后学生的自主仿真训练，将会极大地提升学生对课程的学习效果。……